(57)【要約】  センサ素子とコンタクト部材との電気的導通の確保が安定的に行えるガスセンサを提供する。センサ素子を１対のハウジング部材が形成する挿入口において挟持固定することによってセンサ素子との電気的接続を得る、ガスセンサ用のコンタクト部材において、１対のハウジング部材の外周に設けられてなり、１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束する拘束機能を有する拘束部材として、センサ素子が１対のハウジング部材に挟持固定されるまでの間、１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束し、センサ素子が挟持固定された以降は、外力に対する反力を生じることなく環状部材と１対のハウジング部材との間に挟まれた状態で存在するものを用いる。
2011046043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子を１対のハウジング部材が形成する挿入口において挟持固定することによって前記センサ素子との電気的接続を得る、ガスセンサ用のコンタクト部材であって、
前記１対のハウジング部材の外周に設けられてなり、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束する拘束機能を有する拘束部材と、
前記拘束部材の外周に設けられてなる環状部材と、
を備え、
前記センサ素子が前記挿入口に挿入された状態で前記環状部材が外力を受けて縮小変形することによって、前記１対のハウジング部材と前記センサ素子とが圧接され、前記センサ素子に備わる電極端子と前記１対のハウジング部材に備わる接点部材とが接触した状態で前記センサ素子が前記１対のハウジング部材に挟持固定されるようになっており、
前記拘束部材は、前記センサ素子が前記１対のハウジング部材に挟持固定されるまでの間、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束し、前記センサ素子が挟持固定された以降は、前記外力に対する反力を生じることなく前記環状部材と前記１対のハウジング部材との間に挟まれた状態で存在する、
ことを特徴とするガスセンサ用のコンタクト部材。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサ用のコンタクト部材であって、
前記拘束部材が第１部材と第２部材とから構成されてなり、
前記第１部材と前記第２部材とが係合状態となることによって前記１対のハウジング部材を前記拘束部材により拘束する、
ことを特徴とするガスセンサ用のコンタクト部材。
【請求項３】
請求項２に記載のガスセンサ用のコンタクト部材であって、
前記拘束部材が前記第１部材と前記第２部材とを係合させる２組の係合機構を備え、
前記２組の係合機構はそれぞれ、前記第１部材と前記第２部材との一方に設けられた係合部と他方に設けられた被係合部とから構成される、
ことを特徴とするガスセンサ用のコンタクト部材。
【請求項４】
請求項３に記載のガスセンサ用のコンタクト部材であって、
前記第１部材と前記第２部材のそれぞれに、前記２組の係合機構の前記係合部と前記被掛郷部と１つずつ備わる、
ことを特徴とするガスセンサ用のコンタクト部材。
【請求項５】
請求項４に記載のガスセンサ用のコンタクト部材であって、
前記第１部材と前記第２部材とが略同一形状の部材である、
ことを特徴とするガスセンサ用のコンタクト部材。
【請求項６】
請求項３に記載のガスセンサ用のコンタクト部材であって、
前記２組の係合機構の両方の前記係合部が前記第１部材または前記第２部材の一方に備わり、前記２組の係合機構の両方の前記被係合部が前記第１部材または前記第２部材の他方に備わる、
ことを特徴とするガスセンサ用のコンタクト部材。
【請求項７】
センサ素子と、
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のガスセンサ用のコンタクト部材と、
を備えることを特徴とするガスセンサ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のガスセンサ用のコンタクト部材に用いられる拘束部材。
【請求項９】
ガスセンサのセンサ素子とコンタクト部材とを接続する方法であって、
センサ素子が挿入される挿入口を形成した状態で配置された１対のハウジング部材と、
前記１対のハウジング部材の外周に設けられてなり、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束する拘束機能を有する拘束部材と、
前記拘束部材の外周に設けられてなる環状部材と、
を備えるコンタクト部材を用意する工程と、
前記センサ素子を前記挿入口に挿入する工程と、
前記環状部材に外力を与えて前記環状部材を縮小変形させることによって、前記１対のハウジング部材と前記センサ素子とを圧接させて、前記センサ素子に備わる電極端子と前記１対のハウジング部材に備わる接点部材とを接触させた状態で前記センサ素子を前記１対のハウジング部材に挟持固定する工程と、
を備え、
前記拘束部材は、前記センサ素子が前記１対のハウジング部材に挟持固定されるまでの間、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束し、前記センサ素子が挟持固定された以降は、前記外力に対する反力を生じることなく、前記環状部材と前記１対のハウジング部材との間に挟まれた状態で存在する、
ことを特徴とするガスセンサのセンサ素子とコンタクト部材との接続方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のセンサ素子とコンタクト部材との接続方法であって、
前記拘束部材が第１部材と第２部材とから構成されてなり、
前記第１部材と前記第２部材とが係合状態となることによって前記１対のハウジング部材を前記拘束部材により拘束する、
ことを特徴とするガスセンサのセンサ素子とコンタクト部材との接続方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のセンサ素子とコンタクト部材との接続方法であって、
前記拘束部材が前記第１部材と前記第２部材とを係合させる２組の係合機構を備え、
前記２組の係合機構はそれぞれ、前記第１部材と前記第２部材との一方に設けられた係合部と他方に設けられた被係合部とから構成される、
ことを特徴とするガスセンサのセンサ素子とコンタクト部材との接続方法。
【請求項１２】
ガスセンサの製造方法であって、
１対のハウジング部材を、センサ素子が挿入される挿入口を形成した状態で配置する工程と、
前記１対のハウジング部材の外周に、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束する拘束機能を有する拘束部材を設ける工程と、
前記拘束部材の外周に環状部材を設ける工程と、
前記センサ素子を前記挿入口に挿入する工程と、
前記環状部材に外力を与えて前記環状部材を縮小変形させることによって、前記１対のハウジング部材と前記センサ素子とを圧接させて、前記センサ素子に備わる電極端子と前記１対のハウジング部材に備わる接点部材とを接触させた状態で前記センサ素子を前記１対のハウジング部材に挟持固定する工程と、
を備え、
前記拘束部材は、前記センサ素子が前記１対のハウジング部材に挟持固定されるまでの間、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束し、前記センサ素子が挟持固定された以降は、前記外力に対する反力を生じることなく、前記環状部材と前記１対のハウジング部材との間に挟まれた状態で存在する、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のガスセンサの製造方法であって、
前記拘束部材が第１部材と第２部材とから構成されてなり、
前記第１部材と前記第２部材とが係合状態となることによって前記１対のハウジング部材を前記拘束部材により拘束する、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のガスセンサの製造方法であって、
前記拘束部材が前記第１部材と前記第２部材とを係合させる２組の係合機構を備え、
前記２組の係合機構はそれぞれ、前記第１部材と前記第２部材との一方に設けられた係合部と他方に設けられた被係合部とから構成される、
ことを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項１５】
請求項１２ないし請求項１４のいずれかに記載のガスセンサの製造方法によって製造されたガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定ガス中の所定ガス成分の濃度を測定するためのガスセンサに関し、特に、そのセンサ素子を保持固定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被測定ガス中の所望のガス成分の濃度を知るために、各種の測定装置が用いられている。例えば、燃焼ガス等の被測定ガス中のＮＯｘ濃度を測定する装置として、ジルコニア（ＺｒＯ2）等の酸素イオン伝導性を有するガスセンサ（ＮＯｘセンサ）が公知である（例えば、特開２００６−２８４２２３号公報（特許文献１）参照）。このようなガスセンサのセンサ素子は、電圧の印加、検出信号の取り出し、およびヒーター部への電力の供給等のために、通常、表面に複数の電極端子を有している。【０００３】
一方で、ガスセンサは、センサ素子を挿嵌保持するコンタクト部材を備える。例えば、互いに対向配置された一対のハウジング部材によってセンサ素子が挿入される挿入口を形成してなるハウジングと、ハウジング部材に付設され、金属端子から成る複数の接点部材と、接点部材に接続され、センサ素子と外部との電気的導通を図る複数のリード線とを備えるコンタクト部材を有するガスセンサがすでに公知である（例えば、実開平４−１１０９７２号公報（特許文献２）参照）。【０００４】
実開平４−１１０９７２号公報に開示のガスセンサにおいては、接点部材と電極端子とを接触させる態様にて、挿入口に挿入されたセンサ素子をコンタクト部材が保持することで、センサ素子と外部との電気的導通を得ている。すなわち、実開平４−１１０９７２号公報に開示のガスセンサにおいては、接点部材が電極端子との接点の役割を果たしている。具体的には、センサ素子が挿入口に挿入された状態のハウジング部材を上下に押圧ばねを設けた断面視コの字型の固定金具に嵌め込み、さらに該固定金具および押圧ばねの外周に加締めリングを配置したうえで、該加締めリングを加締めることで、押圧ばねに変位を与え、該押圧ばねの弾性力によって接点部材を電極端子に付勢させることで、センサ素子の保持と電気的導通の確保とが実現されてなる。【０００５】
なお、実開平４−１１０９７２号公報に開示されている固定金具は、上述のようにばね部材を固定する役割を有するだけでなく、センサ素子が挿入口に挿入されて加締めリングが加締められるまでの間、一対のハウジング部材を所定の配置関係に拘束する役割を有している。係る拘束は、加締めリングを加締めることによってセンサ素子をコンタクト部材に一対のハウジング部材の間で（つまりは挿入口で）保持固定する際に、電極端子と対応する接点部材とを位置ズレさせることなく正しく接触させるために必要である。実開平４−１１０９７２号公報の場合、固定金具を断面コの字型の形状とすることで、その板ばねとしての弾性がハウジング部材の保持拘束に利用されてなる。【０００６】
実開平４−１１０９７２号公報に開示されているガスセンサにおいては、加締めリングが加締められることによって押圧ばねの弾性力が固定金具を介してハウジングに作用することで、センサ素子がハウジングに固定される。その際、ハウジングに設けられている接点部材が電極端子を付勢することで、電極端子と接点部材との接触が確保される。【０００７】
しかしながら、その際、固定金具が上述のように断面コの字型の形状を有するために、ハウジングに作用する力に非対称性（不均一性）が生じてしまう、という問題がある。複数の電極端子が対応する接点部材と接触するように構成されたガスセンサにおいては、係る不均一性のために、接点部材が電極端子を付勢する力が場所によって異なり、結果として、局所的な接触不良が生じてしまうおそれがある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、センサ素子とコンタクト部材との電気的導通の確保が安定的に行えるガスセンサを提供することを目的とする。
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様では、センサ素子を１対のハウジング部材が形成する挿入口において挟持固定することによって前記センサ素子との電気的接続を得る、ガスセンサ用のコンタクト部材が、前記１対のハウジング部材の外周に設けられてなり、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束する拘束機能を有する拘束部材と、前記拘束部材の外周に設けられてなる環状部材と、を備え、前記センサ素子が前記挿入口に挿入された状態で前記環状部材が外力を受けて縮小変形することによって、前記１対のハウジング部材と前記センサ素子とが圧接され、前記センサ素子に備わる電極端子と前記１対のハウジング部材に備わる接点部材とが接触した状態で前記センサ素子が前記１対のハウジング部材に挟持固定されるようになっており、前記拘束部材は、前記センサ素子が前記１対のハウジング部材に挟持固定されるまでの間、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束し、前記センサ素子が挟持固定された以降は、前記外力に対する反力を生じることなく前記環状部材と前記１対のハウジング部材との間に挟まれた状態で存在するようにした。
【００１０】
本発明の第２の態様では、第１の態様に係るガスセンサ用のコンタクト部材において、前記拘束部材が第１部材と第２部材とから構成されてなり、前記第１部材と前記第２部材とが係合状態となることによって前記１対のハウジング部材を前記拘束部材により拘束するようにした。
【００１１】
本発明の第３の態様では、第２の態様に係るガスセンサ用のコンタクト部材において、前記拘束部材が前記第１部材と前記第２部材とを係合させる２組の係合機構を備え、前記２組の係合機構はそれぞれ、前記第１部材と前記第２部材との一方に設けられた係合部と他方に設けられた被係合部とから構成されるようにした。
【００１２】
本発明の第４の態様では、第３の態様に係るガスセンサ用のコンタクト部材において、前記第１部材と前記第２部材のそれぞれに、前記２組の係合機構の前記係合部と前記被掛郷部と１つずつ備わるようにした。
【００１３】
本発明の第５の態様では、第４の態様に係るガスセンサ用のコンタクト部材において、前記第１部材と前記第２部材とが略同一形状の部材であるようにした。
【００１４】
本発明の第６の態様では、第３の態様に係るガスセンサ用のコンタクト部材において、前記２組の係合機構の両方の前記係合部が前記第１部材または前記第２部材の一方に備わり、前記２組の係合機構の両方の前記被係合部が前記第１部材または前記第２部材の他方に備わるようにした。
【００１５】
本発明の第７の態様では、ガスセンサが、センサ素子と、第１ないし第６の態様のいずれかに係るガスセンサ用のコンタクト部材と、を備えるようにした。
【００１６】
本発明の第８の態様では、拘束部材が、第１ないし第６の態様いずれかに係るガスセンサ用のコンタクト部材に用いられるようにした。
【００１７】
本発明の第９の態様では、ガスセンサのセンサ素子とコンタクト部材とを接続する方法が、センサ素子が挿入される挿入口を形成した状態で配置された１対のハウジング部材と、前記１対のハウジング部材の外周に設けられてなり、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束する拘束機能を有する拘束部材と、前記拘束部材の外周に設けられてなる環状部材と、を備えるコンタクト部材を用意する工程と、前記センサ素子を前記挿入口に挿入する工程と、前記環状部材に外力を与えて前記環状部材を縮小変形させることによって、前記１対のハウジング部材と前記センサ素子とを圧接させて、前記センサ素子に備わる電極端子と前記１対のハウジング部材に備わる接点部材とを接触させた状態で前記センサ素子を前記１対のハウジング部材に挟持固定する工程と、を備え、前記拘束部材は、前記センサ素子が前記１対のハウジング部材に挟持固定されるまでの間、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束し、前記センサ素子が挟持固定された以降は、前記外力に対する反力を生じることなく、前記環状部材と前記１対のハウジング部材との間に挟まれた状態で存在するようにした。
【００１８】
本発明の第１０の態様では、第９の態様に係るセンサ素子とコンタクト部材との接続方法において、前記拘束部材が第１部材と第２部材とから構成されてなり、前記第１部材と前記第２部材とが係合状態となることによって前記１対のハウジング部材を前記拘束部材により拘束するようにした。
【００１９】
本発明の第１１の態様では、第１０の態様に係るセンサ素子とコンタクト部材との接続方法において、前記拘束部材が前記第１部材と前記第２部材とを係合させる２組の係合機構を備え、前記２組の係合機構はそれぞれ、前記第１部材と前記第２部材との一方に設けられた係合部と他方に設けられた被係合部とから構成されるようにした。
【００２０】
本発明の第１２の態様では、ガスセンサの製造方法が、１対のハウジング部材を、センサ素子が挿入される挿入口を形成した状態で配置する工程と、前記１対のハウジング部材の外周に、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束する拘束機能を有する拘束部材を設ける工程と、前記拘束部材の外周に環状部材を設ける工程と、前記センサ素子を前記挿入口に挿入する工程と、前記環状部材に外力を与えて前記環状部材を縮小変形させることによって、前記１対のハウジング部材と前記センサ素子とを圧接させて、前記センサ素子に備わる電極端子と前記１対のハウジング部材に備わる接点部材とを接触させた状態で前記センサ素子を前記１対のハウジング部材に挟持固定する工程と、を備え、前記拘束部材は、前記センサ素子が前記１対のハウジング部材に挟持固定されるまでの間、前記１対のハウジング部材の変位を所定の範囲内で拘束し、前記センサ素子が挟持固定された以降は、前記外力に対する反力を生じることなく、前記環状部材と前記１対のハウジング部材との間に挟まれた状態で存在するようにした。
【００２１】
本発明の第１３の態様では、第１２の態様に係るガスセンサの製造方法において、前記拘束部材が第１部材と第２部材とから構成されてなり、前記第１部材と前記第２部材とが係合状態となることによって前記１対のハウジング部材を前記拘束部材により拘束するようにした。
【００２２】
本発明の第１４の態様では、第１３の態様に係るのガスセンサの製造方法において、前記拘束部材が前記第１部材と前記第２部材とを係合させる２組の係合機構を備え、前記２組の係合機構はそれぞれ、前記第１部材と前記第２部材との一方に設けられた係合部と他方に設けられた被係合部とから構成されるようにした。
【００２３】
本発明の第１５の態様では、ガスセンサが、第１２ないし第１４の態様のいずれかに係るガスセンサの製造方法によって製造されるようにした。
【００２４】
本発明の第１ないし第１５の態様によれば、ハウジング部材に備わる接点部材とセンサ素子の電極端子との間に、均一かつ安定な接触状態を確実に実現することができるので、センサ素子とコンタクト部材との間に従来よりも安定な電気的接続を得ることができる。
【００２５】
特に、第２ないし第６、第９、第１０、第１３、および第１４の態様によれば、環状部材を縮小変形させるために与えられる外力に対する反力の発生がより確実に防止されるので、ハウジング部材に備わる接点部材とセンサ素子の電極端子との間に、均一かつ安定な接触状態をより確実に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ガスセンサ１００の組み立て時の様子を示す図である。
【図２】センサ素子１の外形を示す斜視図である。
【図３】コンタクト部材２０の組み立て過程を模式的に示す図である。
【図４】コンタクト部材２０の組み立て過程を模式的に示す図である。
【図５】固定金具２５の構造を示す斜視図である。
【図６】加締めリング２７が加締められる前後における固定金具２５の様子を模式的に示す図である。
【図７】従来の断面コの字型の固定金具１０２５を用いた場合の、加締めリング２７の加締め前後における該固定金具１０２５の様子を模式的に示す図である。
【図８】変形例に係る固定金具の構造を模式的に示す斜視図である。
【図９】変形例に係る固定金具の構造を模式的に示す斜視図である。
【図１０】変形例に係る固定金具の構造を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜ガスセンサの概略構造＞
はじめに、ガスセンサ１００の概略構造について説明する。ガスセンサ１００は、測定対象とするガス（被測定ガス）中の所定のガス成分（対象ガス成分）を検出し、さらにはその濃度を測定するためのものである。図１は、ガスセンサ１００の組み立て時の様子を示す図である。図１（ａ）が組み立て前の様子を示し、図１（ｂ）が、組み立て後の様子を示している。
【００２８】
ガスセンサ１００は、ガスセンサ本体１０とコンタクト部材２０とが一体化された構造を有する。ガスセンサ本体１０は、ガス検出部であるセンサ素子１と、センサ素子１を収容する収容部材２とを備える。一方、コンタクト部材２０は、複数の接点部材２１と、該接点部材２１に接続されたリード線２２と、セラミックからなり、接点部材２１を介してセンサ素子１を挿入口２３に挿嵌保持するハウジング２４と、内部にリード線２２を気密に挿通可能な態様で形成されたグロメット２８とを主として備える。
【００２９】
図１（ｂ）に示すように、コンタクト部材２０に備わるハウジング２４の挿入口２３にガスセンサ本体１０に備わるセンサ素子１が挿入され、かつ、ハウジング２４において接点部材２１を介してセンサ素子１が保持されることで、ガスセンサ１００は一体化されてなる。
【００３０】
図２は、センサ素子１の外形を示す斜視図である。センサ素子１は、それぞれがジルコニア（ＺｒＯ2）等の酸素イオン伝導性の固体電解質からなる複数の層が積層された構造を有する。また、センサ素子１の表裏面には、電圧の印加、検出信号の取り出しおよびヒーター部への電力の供給等のために、複数の電極端子１ａを備える。なお、図２においては片面に４つの電極端子１ａが設けられたセンサ素子１を図示している（裏面側の電極端子１ａの図示は省略）が、これはあくまで例示であって、電極端子１ａの個数は、センサ素子１の構造に応じて適宜に定められてよい。また、センサ素子１は、電極端子１ａが設けられた側の先端面１ｓに、基準ガスを導入するガス導入口３を有し、他方端部には、図示しない被測定ガス導入口を備える。
【００３１】
係るセンサ素子１は、例えば、各層に対応するセラミックスグリーンシートに所定の加工および電極および配線パターン印刷などを行った後に、それらを積層して所定の大きさにカットし、得られた積層体を焼成することによって製造される。ガスセンサ１００においては、センサ素子１に被測定ガスが導入された際に、内部に設けられた所定の電極間に被測定ガス中の対象ガス成分の存在量に応じた電流が流れることを利用して、対象ガス成分が検出される。
【００３２】
＜コンタクト部材の詳細構成＞
次に、コンタクト部材２０の詳細構成をその組み立て過程を示すことによって説明する。図３および図４は、コンタクト部材２０の組み立て過程を模式的に示す図である。係るコンタクト部材２０の組み立て過程を、ガスセンサ本体１０とコンタクト部材２０との一体化に先立ってあらかじめ行っておくという意味で、「予備組み過程」と称し、係る組み立てを「予備組み」とも称することとする。
【００３３】
コンタクト部材２０の予備組みにおいては、まず、図３に状態（ａ）として示すように、グロメット２８にリード線２２が挿通される。次に、状態（ｂ）として示すように、それぞれのリード線２２の先端部２２ａに接点部材２１の圧着部２１ａが接続される。係る接続は、圧着部２１ａにリード線２２の先端部２２ａを挟み込んだ状態で、圧着部２１ａを外側から加締めることで実現される。なお、状態（ｂ）においては図示の簡単のために２つのリード線２２にのみ接点部材２１が接続される場合を例示しているが、実際には、全てのリード線２２に接点部材２１が接続される。
【００３４】
接点部材２１が接続されると、次に、状態（ｃ）として示すように、ハウジング２４が組み付けられる。より詳細には、ハウジング２４は、互いに対向配置された一対のハウジング部材２４ａからなり、それぞれの接点部材２１に備わる第１掛着部２１ｂと第２掛着部２１ｃとがハウジング部材２４ａの所定位置に掛着されることで、ハウジング２４の組み付けが実現される。
【００３５】
具体的には、第１掛着部２１ｂは、ハウジング部材２４ａの一方端部に備わる第１被掛着部２４１に掛着される。それゆえ、第１掛着部２１ｂと第１被掛着部２４１とは、係る掛着状態が良好に保持されるよう、互いの形状が定められてなる。すなわち、第１掛着部２１ｂは、第１被掛着部２４１の側断面形状に沿った形状を有するように加工されてなる。一方、第２掛着部２１ｃは、ハウジング部材２４ａの中央部分に設けられた図示を省略する第２被掛着部に挿嵌されることよってハウジング部材２４ａに掛着される。
【００３６】
なお、それぞれのハウジング部材２４ａは、略同一の断面形状を有しており、組み付けにあたっては、両者の間に挿入口２３となる断面視矩形状の空間が形成されるように、互いに離間した状態とされる。そのために、２つのハウジング部材２４ａの端部に隙間２４ｂが設けられる。換言すれば、それぞれのハウジング部材２４ａは、内部に空間を有する、断面視矩形状のハウジングを、２分割した形状を有するものであるともいえる。以上のような態様にて組み付けられることで、それぞれのハウジング部材２４ａは、挿入口２３の内部側から図３の図面視上下方向へと向かう外力を受けることで、その先端部近傍（挿入口２３の端部近傍）が所定範囲内で上方もしくは下方に偏位することが可能となっている。そして、これら１対のハウジング部材２４ａが外力を受けて挿入口２３においてセンサ素子１を挟持することで、センサ素子１がコンタクト部材に固定されることになる。
【００３７】
ハウジング２４の組み付けに際しては、図４に状態（ｄ）として示すように、ハウジング２４の外側に、あらかじめ押圧ばね２６を固定させておいた固定金具２５が併せて組み付けられる。
【００３８】
押圧ばね２６は、上底部分のない断面視台形形状の板バネ部材であり、その自由端部２６１に外力が作用すると、その復元力として弾性力を生じさせるものである。
【００３９】
固定金具２５は、押圧ばね２６を固定する役割を有するほか、センサ素子１が挟持固定されるまでの間、ハウジング２４の組み付け状態、より具体的には、挿入口２３が形成された状態を、維持する役割を有する。換言すれば、固定金具２５は、挿入口２３の形成状態が保たれるように１対のハウジング部材２４ａを所定の配置範囲内に拘束する拘束部材である。係る固定金具２５をハウジング２４ともども組み付けておくことによって、センサ素子１が固定される際に、センサ素子１のそれぞれの接点部材２１と対応する電極端子１ａとの間に位置ずれが生じることが防止される。すなわち、固定金具２５は、挟持固定に際してセンサ素子１の配置範囲を拘束する役割も有しているといえる。
【００４０】
本実施の形態に係るガスセンサ１００は、固定金具２５が、第１固定金具部材２５ａと第２固定金具部材２５ｂとを組み合わせることで構成されてなる点において特徴的である。固定金具２５の詳細については後述する。
【００４１】
固定金具２５が組み付けられると、状態（ｅ）として示すように、環状（円筒状）部材である加締めリング２７が組み付けられる。以上により、予備組みが終了する。すなわち、状態（ｅ）として示すのは、コンタクト部材２０の組み立て後の状態である。
【００４２】
加締めリング２７は、予備組み終了後、ガスセンサ本体１０とコンタクト部材２０とを一体化させる際に、センサ素子１がハウジング２４の挿入口２３に挿入された状態で加締められる。すなわち、外力によって縮小変形される。これにより、ハウジング２４の挿入口２３の間隔が狭められ、センサ素子１は、それぞれのハウジング部材２４ａに備わる接点部材２１によって上下２方向から付勢される。すなわち、センサ素子１が１対のハウジング部材２４ａに挟持固定された状態が実現される。このとき、それぞれの接点部材２１が対応する電極端子１ａと接触するので、接点部材２１に接続されたリード線２２を介して、センサ素子１と外部との電気的導通が図られる。
【００４３】
＜固定金具＞
本実施の形態は、上述したように、固定金具２５を、第１固定金具部材２５ａと第２固定金具部材２５ｂとの組合せとして構成する点において、特徴的である。以下、固定金具２５の構成をより具体的に説明した上で、係る構成を採用することの作用効果について説明する。
【００４４】
図５は、固定金具２５の構造を示す斜視図である。図５（ａ）が第１固定金具部材２５ａと第２固定金具部材２５ｂとを組み合わせる前の状態を示し、図５（ｂ）が第１固定金具部材２５ａと第２固定金具部材２５ｂとを組み合わせた状態を示している。
【００４５】
第１固定金具部材２５ａと第２固定金具部材２５ｂは、断面視略コの字型の同一形状の部材である。より詳細には、第１固定金具部材２５ａと第２固定金具部材２５ｂとは、互いに対向する第１側面部２５１と第２側面部２５２とがそれぞれ上面部２５３に直角に接続した構造を有する。なお、第１固定金具部材２５ａおよび第２固定金具部材２５ｂの各側面部は、上面部２５３との交線を軸とした弾性範囲内での変形が可能に形成されてなる。
【００４６】
第１側面部２５１には、係合部２５４が設けられてなる。係合部２５４は、コの字型の切り込み部分を、第１側面部２５１の端部側を支点として第１側面部２５１に対しせいぜい数度程度の角度をなすように第１側面部２５１の外側に向けて折曲させる態様にて、設けられてなる突出部である。一方、第２側面部２５２には、係合部２５４が係合可能な矩形の開口部である被係合部２５５が設けられてなる。換言すれば、第１固定金具部材２５ａまたは第２固定金具部材２５ｂの一方の係合部２５４と他方の被係合部２５５との組が、１つの係合機構をなしているといえる。これはすなわち、固定金具２５が２組の係合機構（１対の係合機構対）を有しているともいえる。
【００４７】
なお、図４においては図示を省略していたが、上面部２５３においては、１対の保持部２５６（ただし図５においては一部のみを図示）にて押圧ばね２６を保持固定するようになっている。本実施の形態の場合、あらかじめ上面部２５３の端部に上面部２５３から延在する部分を設けておき、当該延在部分を折り返すことによって、押圧ばね２６の下底部分を上面部２５３との該延在部分との間で挟み込むことで、押圧ばね２６を保持させてなる。ただし、固定金具２５による押圧ばね２６の保持態様はこれに限られるものではない。
【００４８】
このような構成を有する第１固定金具部材２５ａと第２固定金具部材２５ｂとを図５（ａ）に示すように断面視点対称に配置し、両者を近づけてそれぞれの係合部２５４を他方の被係合部２５５に係合させると、図５（ｂ）に示すような、第１固定金具部材２５ａと第２固定金具部材２５ｂとが組み合わされた固定金具２５が構成される。なお、上述したように、第１固定金具部材２５ａおよび第２固定金具部材２５ｂの各側面部は弾性変形可能に形成されてなるので、係る係合は容易に実現される。図４において状態（ｄ）に示した固定金具２５の組み付けは、ハウジング２４を間に配置した状態で、図５（ｂ）に示す係合を行うことによって、実現される。換言すれば、固定金具２５は、係る係合状態によって、ハウジング部材２４ａを拘束する拘束部材として機能しているといえる。
【００４９】
図６は、ガスセンサ本体１０とコンタクト部材２０を一体化させるために加締めリング２７が加締められる場合において、その前後における固定金具２５の様子を模式的に示す図である。ただし、図示の簡単のため、接点部材２１、押圧ばね２６、および加締めリング２７は省略している。図６（ａ）は、加締めリング２７が加締められる前の様子を示すコンタクト部材２０の断面図であり、図６（ｂ）は、加締めリング２７が加締められた後の様子を示すコンタクト部材２０の断面図である。また、図６（ｃ）、（ｄ）はそれぞれの場合における固定金具２５の部分拡大図である。
【００５０】
加締めリング２７が加締められるまでは、図６（ｃ）に示すように、第１固定金具部材２５ａと第２固定金具部材２５ｂのそれぞれの係合部２５４が他方の被係合部２５５に係合された状態で組み合わされている。このときは、図６（ａ）に示すように、固定金具２５が拘束部材として機能し、ハウジング部材２４ａとセンサ素子１とを拘束しているが、ハウジング部材２４ａとセンサ素子１とは完全には固定されてはおらず、一定範囲内で変位可能となっている。
【００５１】
一方、加締めリング２７が加締められると、図６（ｂ）に示すように、自由端部２６１が加締めリング２７に接触することで押圧ばね２６に生じた弾性力Ｆ１が、固定金具２５にはこれを圧縮する方向の力として作用する。これにより、第１固定金具部材２５ａおよび第２固定金具部材２５ｂは互いにより近づく方向に変位する（このときの第１固定金具部材２５ａおよび第２固定金具部材２５ｂの変位をΔｚとする）。すると、ハウジング部材２４ａに掛着されている接点部材がセンサ素子１に接触し、センサ素子１が接点部材２１から受ける弾性力の反力である抗力Ｆ２と（正確には個々の接点部材２１からの抗力Ｆ２の和と）、上述の弾性力Ｆ１とがつり合う態様にて、センサ素子１が１対のハウジング部材２４ａに挟持固定される。
【００５２】
その際、第１固定金具部材２５ａおよび第２固定金具部材２５ｂはそれぞれΔｚだけ変位するが、図６（ｄ）に示すように、かかる変位に伴って、固定金具２５においては、第１固定金具部材２５ａおよび第２固定金具部材２５ｂのそれぞれの被係合部２５５に対する他方の係合部２５４の係合が、解除される。すなわち、加締めリング２７が加締められることで、第１固定金具部材２５ａと第２固定金具部材２５ｂは非係合状態となってそれぞれ単に押圧ばね２６とハウジング部材２４ａに挟まれているのみとなる。つまり、固定金具２５による拘束とは無関係に、押圧ばね２６からの弾性力Ｆ１が直接にハウジング部材２４ａに加わることになる。これはすなわち、加締めリング２７が加締められた以降、固定金具２５による拘束機能は不能化されることを意味している。結果として、センサ素子１には個々の接点部材２１から均等に弾性力が作用することになる。当然ながらこのことは、抗力Ｆ２が均等に作用することと等価である。
【００５３】
図７は、比較のために示す、従来の断面コの字型の固定金具１０２５を用いた場合の、加締めリング２７の加締め前後における該固定金具１０２５の様子を模式的に示す図である。
【００５４】
図７（ａ）に示すように、固定金具１０２５は、その一方側は解放されて隙間１０２５ａが形成されているが、該隙間１０２５ａに対向する側は固定端１０２５ｂとなっている。加締め前の状態においては、本実施の形態と同様に、固定金具１０２５によってハウジング部材２４ａとセンサ素子１とは拘束されているが、ハウジング部材２４ａとセンサ素子１とは一定範囲内で変位可能となっている。
【００５５】
一方、加締めリング２７が加締められて押圧ばねＦ１から弾性力Ｆ１が加わった場合、図７（ｂ）に示すように、固定金具１０２５においては、隙間１０２５ａが小さくなる一方で、固定端１０２５ｂの側に変形が生じる。これに伴って、センサ素子１が接点部材２１から受ける弾性力およびその抗力Ｆ２が、個々の接点部材２１ごとに異なる不均一なものとなるとともに、固定金具１０２５自体に変形に対する反力Ｆ３が生じる。すると、接点部材２１とセンサ素子１の電極端子１ａとの接触状態が均一でなくなり、場合によっては、接点不良が生じることとなる。
【００５６】
これに対し、本実施の形態においては、上述のように、固定金具２５は加締め前にはハウジング部材２４ａおよびセンサ素子１を拘束するものの、加締め時には何らの反力を生じさせることがないので、接点部材２１とセンサ素子１の電極端子１ａとの接触状態に場所による不均一が生じることがない。すなわち、本実施の形態に係る固定金具２５を用いることで、安定した接触状態が確実に実現される。
【００５７】
そして、係る作用効果を具体的に実現するのが、加締め前までは互いに係合可能で、加締め時以降においては係る係合が解除される構造を有する第１固定金具部材２５ａと第２固定金具部材２５ｂとによって、固定金具２５を構成するという態様であるといえる。
【００５８】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、加締め前にはその内側でハウジング部材とセンサ素子とを拘束するものの、加締め時以降においては係る拘束機能が不能化される固定金具を用いることよって、コンタクト部材の接点部材とセンサ素子の電極端子との間に、均一かつ安定な接触状態を確実に実現することができる。
【００５９】
＜変形例＞
上述の作用効果を奏する固定金具の構造は、上述の実施の形態に示すものに限られない。図８、図９、および図１０は、種々の変形例に係る固定金具の構造を模式的に示す斜視図である。各図において、（ａ）が非係合状態であり、（ｂ）が係合状態を示している。図８、図９、および図１０に示す固定金具はいずれも、それぞれが断面視略コの字型の形状を有する第１固定金具部材と第２固定金具部材とから構成される点で、上述の実施の形態と共通する。
【００６０】
図８に示す固定金具１２５は、第１固定金具部材１２５ａの第１側面部１２５１と第２側面部１２５２の双方に上述の実施の形態と同様の係合部２５４を設ける一方、第２固定金具部材１２５ｂの第１側面部１２５３と第２側面部１２５４の双方に、上述の実施の形態と同様の被係合部２５５を、第１固定金具部材１２５１ａのそれぞれの係合部２５４に対応させて設けたものである。すなわち、固定金具１２５は、第１固定金具部材１２５ａと第２固定金具部材１２５ｂとは異なる形状を有する点で、２つの固定金具部材が同一形状を有する固定金具２５とは相違する。
【００６１】
しかしながら、このような構造を有する固定金具１２５においても、第１固定金具部材１２５１ａのそれぞれの係合部２５４を第２固定金具部材１２５ｂの対応する被係合部２５５に係合させることで係合状態となり、上下方向に圧縮する力が作用することで係合が解除されて非係合状態となる点に関しては固定金具２５と同様である。よって、係る固定金具１２５をコンタクト部材２０の予備組みに用いた場合には、固定金具２５を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
図９に示す固定金具２２５は、第１固定金具部材２２５ａの第１側面部２２５１と第２側面部２２５２の双方に半球面状の係合部２２５５を設ける一方、第２固定金具部材２２５ｂの第１側面部２２５３と第２側面部２２５４の双方に、円形の被係合部２２５６を、第１固定金具部材２２５１ａのそれぞれの係合部２２５５に対応させて設けたものである。すなわち、固定金具２２５は、２つの部材を係合させるための構成が固定金具２５および１２５とは相違する。
【００６３】
このような構造を有する固定金具２２５においても、第１固定金具部材２２５ａのそれぞれの係合部２２５５を第２固定金具部材２２５ｂの対応する被係合部２２５６に係合させることで係合状態となり、上下方向に圧縮する力が作用することで係合が解除されて非係合状態となる点に関しては固定金具２５および１２５と同様である。なお、係合部２２５５と被係合部２２５６との係合は、第１固定金具部材２２５ａと第２固定金具部材２２５ｂの各側面部を固定金具２５と同様に弾性変形可能に設けておくことで、容易に実現される。よって、係る固定金具２２５をコンタクト部材２０の予備組みに用いた場合においても、固定金具２５を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００６４】
なお、固定金具２２５においては第１固定金具部材２２５ａにのみ係合部２２５５が備わり、第２固定金具部材２２５ｂにのみ被係合部２２５６が備わっているが、これに代わり、上述の実施の形態に係る固定金具２５と同様に、同一形状の２つの部材を第１固定金具部材および第２固定金具部材として用いてもよい。すなわち、一方の側面部に係合部２２５５を備え、他方の側面部に被係合部２２５６を備える部材を２つ用意し、これらをそれぞれ第１固定金具部材および第２固定金具部材とするようにしてもよい。
【００６５】
図１０に示す固定金具３２５は、第１固定金具部材３２５ａの第１側面部３２５１と第２側面部３２５２の双方の端部に係合部３２５５を設ける一方、第２固定金具部材３２５ｂの第１側面部３２５３と第２側面部３２５４の双方の端部に、被係合部３２５６を、第１固定金具部材３２５１ａのそれぞれの係合部３２５５に対応させて設けたものである。すなわち、固定金具３２５においても、２つの部材を係合させるための構成が固定金具２５および１２５とは相違する。
【００６６】
具体的には、第１固定金具部材３２５ａに備わる係合部３２５５は第１側面部３２５１と第２側面部３２５２の双方の端部を断面略Ｕ字型をなすように外側に折り曲げた形状を有し、第２固定金具部材３２５ｂに備わる被係合部３２５６は第１側面部３２５３と第２側面部３２５４の双方の端部を断面略Ｕ字型をなすように内側に折り曲げた形状を有する。
【００６７】
このような構造を有する固定金具３２５においても、第１固定金具部材３２５ａのそれぞれの係合部３２５５を第２固定金具部材３２５ｂの対応する被係合部３２５６に係合させることで係合状態となり、上下方向に圧縮する力が作用することで非係合状態となる点に関しては固定金具２５および１２５と同様である。なお、係合部３２５５と被係合部３２５６との係合は、第１固定金具部材３２５ａと第２固定金具部材３２５ｂの各側面部を固定金具２５と同様に弾性変形可能に設けておくことで、容易に実現される。よって、係る固定金具３２５をコンタクト部材２０の予備組みに用いた場合においても、固定金具２５を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００６８】
なお、固定金具３２５においては第１固定金具部材３２５ａにのみ第１部３２５５が備わり、第２固定金具部材３２５ｂにのみ被係合部３２５６が備わっているが、これに代わり、上述の実施の形態に係る固定金具２５と同様に、同一形状の２つの部材を第１固定金具部材および第２固定金具部材として用いてもよい。すなわち、一方の側面部に係合部３２５５を備え、他方の側面部に被係合部３２５６を備える部材を２つ用意し、これらをそれぞれ第１固定金具部材および第２固定金具部材とするようにしてもよい。
【図１】
2011046043.tif 000003
【図２】
2011046043.tif 000004
【図３】
2011046043.tif 000005
【図４】
2011046043.tif 000006
【図５】
2011046043.tif 000007
【図６】
2011046043.tif 000008
【図７】
2011046043.tif 000009
【図８】
2011046043.tif 000010
【図９】
2011046043.tif 000011
【図１０】
2011046043.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第４の態様では、第３の態様に係るガスセンサ用のコンタクト部材において、前記第１部材と前記第２部材のそれぞれに、前記２組の係合機構の前記係合部と前記被係合部と１つずつ備わるようにした。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
なお、それぞれのハウジング部材２４ａは、略同一の断面形状を有しており、組み付けにあたっては、両者の間に挿入口２３となる断面視矩形状の空間が形成されるように、互いに離間した状態とされる。そのために、２つのハウジング部材２４ａの端部に隙間２４ｂが設けられる。換言すれば、それぞれのハウジング部材２４ａは、内部に空間を有する、断面視矩形状のハウジングを、２分割した形状を有するものであるともいえる。以上のような態様にて組み付けられることにより、それぞれのハウジング部材２４ａは、挿入口２３の内部側から図３の図面視上下方向へと向かう外力を受けることで、その先端部近傍（挿入口２３の端部近傍）が所定範囲内で上方もしくは下方に偏位することが可能となっている。そして、これら１対のハウジング部材２４ａが外力を受けて挿入口２３においてセンサ素子１を挟持することで、センサ素子１がコンタクト部材に固定されることになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
なお、図４においては図示を省略していたが、上面部２５３においては、１対の保持部２５６（ただし図５においては一部のみを図示）にて押圧ばね２６を保持固定するようになっている。本実施の形態の場合、あらかじめ上面部２５３の端部に上面部２５３から延在する部分を設けておき、当該延在部分を折り返すことによって、押圧ばね２６の下底部分を上面部２５３と該延在部分との間で挟み込むことで、押圧ばね２６を保持させてなる。ただし、固定金具２５による押圧ばね２６の保持態様はこれに限られるものではない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
一方、加締めリング２７が加締められて押圧ばね２６から弾性力Ｆ１が加わった場合、図７（ｂ）に示すように、固定金具１０２５においては、隙間１０２５ａが小さくなる一方で、固定端１０２５ｂの側に変形が生じる。これに伴って、センサ素子１が接点部材２１から受ける弾性力およびその抗力Ｆ２が、個々の接点部材２１ごとに異なる不均一なものとなるとともに、固定金具１０２５自体に変形に対する反力Ｆ３が生じる。すると、接点部材２１とセンサ素子１の電極端子１ａとの接触状態が均一でなくなり、場合によっては、接点不良が生じることとなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
請求項３に記載のガスセンサ用のコンタクト部材であって、
前記第１部材と前記第２部材のそれぞれに、前記２組の係合機構の前記係合部と前記被係合部と１つずつ備わる、
ことを特徴とするガスセンサ用のコンタクト部材。
【国際調査報告】
2011046043.tif 000013
2011046043.tif 000014
2011046043.tif 000015
2011046043.tif 000016